共通テスト情報Ⅰ・5-3

IPアドレスとドメイン名の一問一答

共通テスト「情報Ⅰ」の「ネットワークとデータの活用」から、IPアドレスとドメイン名に関する4択問題を10問。「答えと解説を見る」を開くと、正解とその理由がその場で読めます。会員登録は不要です。

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問題

上から順に解いてみてください。答えは各問の下で確認できます。

問15-3・標準

IPv6のアドレスは128ビットである。このアドレスの書き表し方として、RFC 4291 で定められているものはどれか。

①8ビットずつ16個に区切り、10進数で表してドット（.）でつなぐ
②16ビットずつ8つに区切り、10進数で表してドット（.）でつなぐ
③16ビットずつ8つに区切り、16進数で表してコロン（:）でつなぐ
④32ビットずつ4つに区切り、16進数で表してハイフン（-）でつなぐ

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正解 ③16ビットずつ8つに区切り、16進数で表してコロン（:）でつなぐ

解説
正解は「16ビットずつ8つに区切り、16進数で表してコロン（:）でつなぐ」。例：2001:db8:0:0:8:800:200c:417a。

なぜ
128÷16＝8なので、区切りは8つになる。16ビットは16進数でちょうど4桁（0000〜ffff）で表せる。区切りの先頭の0は省略でき、0だけの区切りが続く所は、コロン2つ（::）で1回だけまとめて書ける（例：2001:db8::8:800:200c:417a）。一方、IPv4は32ビットを8ビットずつ4つに区切り、10進数で表してドットでつなぐ。

ひっかけ注意

・「8ビットずつ16個に区切り、10進数で表してドット（.）でつなぐ」…IPv4の書き方をIPv6に当てはめた誤り。8ビットずつ10進数とドットで書くのはIPv4（32ビット、区切りは4つ）
・「16ビットずつ8つに区切り、10進数で表してドット（.）でつなぐ」…区切り方は正しいが、数の表し方とつなぐ記号が違う。16ビットは16進数でちょうど4桁（最大ffff＝10進数で65535）
・「32ビットずつ4つに区切り、16進数で表してハイフン（-）でつなぐ」…区切りの長さが違う。ハイフン区切りは、MACアドレス（48ビット）を16進数2桁ずつ6つに分けて書くときに使われる

問25-3・基礎

図のように、IPv4アドレスは、32ビットを8ビットずつ4つに区切り、それぞれを10進数で表して「.」でつないで書く。この書き方として正しいものはどれか。

自作の模式図

①172.16.256.20
②172.16.5
③172.16.5.20.1
④172.16.5.20

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正解 ④172.16.5.20

解説
正解は「172.16.5.20」。4つの数がどれも0〜255の範囲に入っている。

なぜ
図の4つの区切りは、それぞれ8ビット。8ビットで表せるのは00000000〜11111111、10進数で0〜255の256通り。だから区切った1つの数は255を超えない。また、32÷8＝4なので、数はちょうど4つになる。なお、172.16.5.20 はプライベートアドレスの範囲（172.16.0.0〜172.31.255.255）にも入っている。

ひっかけ注意

・「172.16.256.20」…256は8ビットで表せない。8ビットで表せる最大は2の8乗−1＝255
・「172.16.5」…数が3つだけで、8×3＝24ビット分しかない。IPv4は32ビットなので数は4つ
・「172.16.5.20.1」…数が5つあり、8×5＝40ビット分になる。32ビットを超えるのでIPv4のアドレスとして成り立たない

問35-3・標準

IPv4のアドレスは32ビットである。必要なら、次の表を使ってよい。

n	24	30
2のn乗	16,777,216	1,073,741,824

IPv4で表せるアドレスの数として、最も近いものはどれか。

①約43億通り
②約21億通り
③約1678万通り
④約32億通り

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正解 ①約43億通り

解説
正解は「約43億通り」。2の32乗＝4294967296で、約43億になる。

手順
①1ビットで2通り、2ビットで4通りのように、ビットが1つ増えるごとに表せる数は2倍になる。
②32ビットでは2の32乗通り。
③表の2の30乗（約10.7億）を使うと、2の32乗＝2の30乗×4＝約42.9億。2の10乗＝1024をおよそ1000とみて、4×（2の10乗）の3乗＝およそ40億と見積もってもよい。正確には4294967296で約43億。インターネットにつながる機器が増えてこれでは足りなくなってきたため、128ビットのIPv6が作られた。

ひっかけ注意

・「約21億通り」…2の31乗（2147483648）の値。31ビット分しか数えていない。32ビットなら、その2倍になる
・「約1678万通り」…2の24乗（16777216）の値。24ビットはIPv4の上位3つの数の分で、32ビット全体ではない
・「約32億通り」…ビット数の32をそのまま億に結び付けた誤り。表せる数は2を32回掛けた数で、ビット数に比例はしない

問45-3・標準

RFC 1918 は、次の表の3つの範囲をIPv4のプライベートアドレスとして定めている。

範囲の始まり	範囲の終わり
10.0.0.0	10.255.255.255
172.16.0.0	172.31.255.255
192.168.0.0	192.168.255.255

この範囲に入るIPv4アドレスはどれか。

①172.40.3.4
②172.20.3.4
③192.169.3.4
④11.0.3.4

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正解 ②172.20.3.4

解説
正解は「172.20.3.4」。172.16.0.0〜172.31.255.255 の範囲に入っている。

なぜ
問題の表の3つの範囲と、1つずつ比べる。172で始まる範囲は、2番目の数が16〜31のものだけである。プレフィックス表記では、10/8、172.16/12、192.168/16 と書く。

ひっかけ注意

・「172.40.3.4」…172で始まっても、プライベートなのは2番目の数が16〜31の場合だけ。40は範囲外
・「192.169.3.4」…プライベートなのは192.168で始まる範囲（192.168.0.0〜192.168.255.255）だけ。169は範囲外
・「11.0.3.4」…プライベートなのは10で始まる範囲（10.0.0.0〜10.255.255.255）だけ。11は範囲外

問55-3・基礎

プライベートアドレスの説明として、最も適切なものはどれか。

①世界で重ならないよう、管理団体から割り当てを受けて使うアドレス
②コンピュータが自分自身を指すときに使う、特別に決められたアドレス
③組織の中で自由に割り当て、インターネットの宛先には使わないアドレス
④IPv6だけで使われている、128ビットの長さを持つ特別なアドレス

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正解 ③組織の中で自由に割り当て、インターネットの宛先には使わないアドレス

解説
正解は「組織の中で自由に割り当て、インターネットの宛先には使わないアドレス」。

なぜ
プライベートアドレスは、どこにも申し込まずに組織の中で使ってよい。別々の組織が同じアドレスを使うこともあるので、インターネットの中では宛先として通用しない。外と通信するときは、ルータなどがNAT（アドレス変換）でグローバルアドレスに変換して通信する。

ひっかけ注意

・「世界で重ならないよう、管理団体から割り当てを受けて使うアドレス」…グローバルアドレスの説明。インターネット上の宛先として使うため、世界で1つだけになるよう管理されている
・「コンピュータが自分自身を指すときに使う、特別に決められたアドレス」…ループバックアドレスの説明。IPv4では127で始まるアドレス（127.0.0.1など）、IPv6では::1
・「IPv6だけで使われている、128ビットの長さを持つ特別なアドレス」…RFC 1918 のプライベートアドレスはIPv4の決まりで、長さは32ビット。10.・172.16〜31.・192.168.で始まる3つの範囲がある

問65-3・標準

IPv4アドレスの上位24ビットがネットワーク部、下位8ビットがホスト部であるとする。図は、「172.16.40.25」をこの2つの部分に分けたものである。「172.16.40.25」と同じネットワークに属するアドレスはどれか。

自作の図

①172.16.41.25
②172.17.40.25
③173.16.40.25
④172.16.40.130

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正解 ④172.16.40.130

解説
正解は「172.16.40.130」。

なぜ
図のとおり、上位24ビットは、先頭から3つの数（8ビット×3）にあたる。ネットワーク部が同じ172.16.40なら、同じネットワークに属する。最後の数（ホスト部）は、ネットワークの中の機器を区別する番号である。この分け方は、サブネットマスクで書くと255.255.255.0、プレフィックス表記では172.16.40.0/24 となる。

ひっかけ注意

・「172.16.41.25」…3番目の数が40と41で違う。ネットワーク部の24ビットのうち1ビットでも違えば、別のネットワーク
・「172.17.40.25」…2番目の数が16と17で違う。ホスト部の25が同じでも、ネットワーク部が違うので別のネットワーク
・「173.16.40.25」…1番目の数が172と173で違う。ネットワーク部は左から3つの数（8ビット×3＝24ビット）すべてが一致する必要がある

問75-3・標準

ネットワーク部が上位24ビット、ホスト部が下位8ビットのネットワークがある。このネットワークでは、ホスト部の値を次の表のように使う。

ホスト部の8ビット	使い方
00000000（すべて0）	機器には割り当てない
00000001〜11111110	機器に割り当てる
11111111（すべて1）	機器には割り当てない（全員宛て）

機器に割り当てられるアドレスは最大いくつか。

①254個
②256個
③255個
④24個

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正解 ①254個

解説
正解は「254個」。

手順
表の真ん中の行の数を求める。①ホスト部は8ビットなので、2の8乗＝256通り。
②ホスト部がすべて1のアドレスはネットワーク内の全員宛て（ブロードキャスト）に使い、すべて0のアドレスも機器には割り当てない。この2つを除く。
③256−2＝254個。

ひっかけ注意

・「256個」…2の8乗＝256通りから、使えない2つ（すべて0とすべて1）を引いていない値
・「255個」…1つしか引いていない値。ホスト部がすべて0のアドレスと、すべて1のブロードキャストアドレスの2つを除く
・「24個」…ネットワーク部のビット数（24ビット）と取り違えた値。ホスト部が8ビットなら、割り当てられるのは2の8乗−2

問85-3・基礎

Webブラウザに「www.example.com」と入力すると、まずこのドメイン名に対応するIPアドレスをDNSサーバに問い合わせて調べる。この処理を何と呼ぶか。

①経路制御
②名前解決
③誤り検出
④アドレス変換

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正解 ②名前解決

解説
正解は「名前解決」。DNSがこの仕事を受け持つ。

なぜ
人は覚えやすいドメイン名を使うが、通信の宛先には数字のIPアドレスが必要である。そこで、ドメイン名をIPアドレスに対応させて調べる。この処理を名前解決という。

ひっかけ注意

・「経路制御」…ルータが宛先のIPアドレスを見て、次にどのルータへ送るかを決めること（ルーティング）。学習指導要領の解説でも、プロトコルの役割の1つとされる
・「誤り検出」…届いたデータに誤りがないかを調べること。パリティビットやチェックサムを使い、誤りが見つかった場合はTCPなら送り直しにつながる
・「アドレス変換」…プライベートアドレスとグローバルアドレスを置き換えること（NAT）。ポート番号も変換して1つのグローバルアドレスを共有する方式をNAPTという

問95-3・標準

ドメイン名の情報は、木構造（階層）に分けて多くのDNSサーバで管理されている。ある機器が「www.example.com」のIPアドレスを、ルートのDNSサーバから始めて順にたどって調べる。このとき問い合わせるDNSサーバが受け持つ部分の順として正しいものはどれか。最後に問い合わせたDNSサーバが、www.example.com のIPアドレスを答えるものとする。

①example.com → com → ルート
②ルート → www → example
③ルート → com → example.com
④com → example.com → ルート

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正解 ③ルート → com → example.com

解説
正解は「ルート → com → example.com」。ドメイン名は右ほど上位なので、いちばん上のルートから右の部分へと順にたどる。

なぜ
DNSの情報は1台のサーバにまとめず、階層ごとに分けて多くのDNSサーバで分散して管理している。ルートのDNSサーバはcomを受け持つサーバを教え、comのサーバはexample.comを受け持つサーバを教える。最後にexample.comのDNSサーバが、wwwのIPアドレスを答える。ふだんは、利用者の機器がプロバイダなどのDNSサーバに、答えまで調べて返すよう頼む（再帰的な問い合わせ）。頼まれたサーバが代わりにこの手順をたどり、得た答えをしばらく覚えておく（キャッシュ）。

ひっかけ注意

・「example.com → com → ルート」…順番が逆。上位のサーバが下位の担当サーバを教えるしくみのため、出発点はいちばん上のルートになる
・「ルート → www → example」…ドメイン名を左から読んだ誤り。右ほどルートに近いため、ルートのすぐ下は右端のcom（トップレベルドメイン）で、左端のwwwは最も下位
・「com → example.com → ルート」…ルートが最後になっている。木構造のいちばん上はルートで、comなどのトップレベルドメインはそのすぐ下の1段目にあたる

問105-3・標準

ネットワークで使われる仕組みと、その役割の組み合わせとして正しいものはどれか。

①DNS—アドレス変換
②NAT—名前解決
③SMTP—Webページ取得
④DHCP—アドレス自動設定

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正解 ④DHCP—アドレス自動設定

解説
正解は「DHCP—アドレス自動設定」。

なぜ
DHCPは、ネットワークにつないだ機器に、IPアドレスやDNSサーバの情報などの設定を自動で配る仕組み。人が1台ずつ手で設定しなくてよくなる。アドレスは期限付きで貸し出す（リース）ので、使われなくなったアドレスを別の機器で再利用できる。

ひっかけ注意

・「DNS—アドレス変換」…DNSの役割は名前解決（ドメイン名からIPアドレスを調べること）。アドレス変換を受け持つのはNATのため、組み合わせが入れ替わっている
・「NAT—名前解決」…NATの役割は、プライベートアドレスとグローバルアドレスの変換。ポート番号まで変換して1つのグローバルアドレスを共有する方式をNAPTという
・「SMTP—Webページ取得」…SMTPは電子メールをサーバへ送ったり、サーバ間で転送したりするためのもの。Webページの取得はHTTPで、ふつうTCPの80番ポートを使う

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